随着风电新能源的大力推广,风电母线槽以其载流量大、传输电流等级高和使用寿命周期长的特点代替了原先的动力电缆,成为风电机组传输电流的重要组成部分。由于塔筒长期受风载荷的影响,导致安装在塔筒内部的风电母线槽持续受到外力和振动作用,进而引发母线槽的结构故障和热故障,它们是破坏风电机组安全运行的关键因素。因此研究风电母线槽结构特性和发热特性,确定风电母线槽的故障位置,实时监测风电母线槽安全状态有着重要的意义。论文建立了风电母线槽三维实体模型,分析了风电机组在塔顶风载荷、塔顶风轮和机舱产生的重力偏心载荷、塔身风载荷等三种工况下的力学性能,确定了风电母线槽力学分析的边界条件和所受载荷,完成了风电母线槽的结构分析。通过对比三种工况下母线槽应力分布情况,确定了母线槽结构故障位置,为风电母线槽应力监测点定位和结构设计优化提供理论指导。结合传热学相关知识理论,分析风电母线槽的传热过程,计算风电母线槽的热源载荷和边界条件,建立了风电母线槽温度场模型,完成了对其温度场分布的求解。再通过试验数据对比,验证了温度场仿真的合理性,确定了母线槽热故障位置。依据风电母线槽的故障分析结果,设计了一套风电母线槽故障在线监测系统,实现了对风电母线槽故障点应力与温度的实时采集和故障预警,通过RS-485和无线通讯技术完成了监测设备与后台控制中心的信息传递和远程监控。最后,搭建了风电母线槽故障在线监测系统专用试验平台,模拟了系统的实际运行环境,完成对系统性能的测试,其中包括温升性能、FBG应力传感器性能和电磁兼容性能等。说明该系统的测量精度和抗电磁干扰能力能够满足实际运行要求。图35幅,表10个,参考文献63篇。